Simulering av interstellära dammkorn. Bildkredit: OSU. Klicka för att förstora.
Science fictionförfattare Harlan Ellison sa en gång att de vanligaste elementen i universum är väte och dumhet.
Medan domen fortfarande är ute på dumhetens volym, har forskare länge vetat att väte verkligen är det överflödigaste elementet i universum. När de tittar genom sina teleskop ser de väte i de stora moln av damm och gas mellan stjärnor? - särskilt i de tätare regionerna som kollapsar för att bilda nya stjärnor och planeter.
Men ett mysterium har kvar: varför är mycket av det väte i molekylform? - med två väteatomer bundna ihop? - snarare än dess enda atomform? Var kom allt det molekylära väte ifrån? Ohio State University forskare beslutade nyligen att försöka räkna ut det.
De upptäckte att en till synes liten detalj - oavsett om ytorna på interstellära dammkorn är släta eller humpiga - kan förklara varför det finns så mycket molekylärt väte i universum. De rapporterade sina resultat vid det 60: e internationella symposiet om molekylär spektroskopi, som hölls vid Ohio State University.
Väte är det enklaste atomelementet som är känt; den består av bara en proton och en elektron. Forskare har alltid tagit för givet förekomsten av molekylärt väte när de bildar teorier om var alla större och mer utarbetade molekyler i universum kommer från. Men ingen kunde förklara hur så många väteatomer kunde bilda molekyler - tills nu.
När det gäller att tillverka molekylärt väte, är den ideala mikroskopiska värdytan "mindre som Ohio's planhet och mer som en Manhattan-horisont."
För att två väteatomer ska ha tillräckligt med energi för att binda i de kalla rymden når utrymmet, måste de först träffas på en yta, förklarade Eric Herbst, utmärkt universitetsprofessor i fysik vid Ohio State.
Även om forskare misstänkte att rymdamm gav den nödvändiga ytan för sådana kemiska reaktioner, fungerade aldrig laboratoriesimuleringar av processen. Åtminstone fungerade de inte tillräckligt bra för att förklara hela mängden molekylärt väte som forskare ser i rymden.
Herbst, professor i fysik, kemi och astronomi, gick med Herma Cuppen, en postdoktor och Qiang Chang, en doktorand, båda inom fysik, för att simulera olika dammytor på en dator. De modellerade sedan rörelsen hos två väteatomer som tumlade längs de olika ytorna tills de hittade varandra för att bilda en molekyl.
Med tanke på den mängd damm som forskarna tror svävar i rymden kunde forskarna i Ohio State simulera skapandet av rätt mängd väte, men bara på ojämna ytor.
När det gäller att tillverka molekylärt väte, är den ideala mikroskopiska värdytan? Mindre som Ohio's planhet och mer som en Manhattan-horisont ,? Herbst sa.
Problemet med tidigare simuleringar, verkar det, är att de alltid antog en plan yta.
Cuppen förstår varför. ? När du vill testa något är det bara snabbare och enklare att börja med en plan yta ,? Hon sa
Hon borde veta. Hon är en expert på ytvetenskap, men det tog fortfarande hennes månader att sätta ihop den ojämna dammmodellen och hon arbetar fortfarande med att förfina den. Så småningom kommer andra forskare att kunna använda modellen för att simulera andra kemiska reaktioner i rymden.
Under tiden samarbetar forskarna i Ohio State med kollegor vid andra institutioner som producerar och använder faktiska ojämna ytor som efterliknar strukturen i rymdstoft. Även om dammpartiklar av verkligt rymd är lika små som sandkorn, kommer dessa större, dimmiga ytor att göra det möjligt för forskare att testa om olika strukturer hjälper molekylärt väte att bildas i labbet.
Originalkälla: OSU-nyhetsmeddelande
